本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，涉及一種新型熱熔膠及其配方。
背景技術(shù)：
濕固化聚氨酯(PUR)熱熔膠也是反應(yīng)型熱熔膠，不含溶劑，只含單一組分(100％固體)室溫下為單組分固態(tài)物質(zhì)。不同于傳統(tǒng)的熱熔膠可以反復(fù)被加熱由固態(tài)到流體狀態(tài)，冷卻又到固態(tài)，PUR熱熔膠使用前需要加熱到熔融狀態(tài)，然后以一種流體狀分散到結(jié)構(gòu)件上，當(dāng)涂好基材后，冷卻至室溫時(shí)，膠粘劑粘合強(qiáng)度會(huì)迅速增加，接著與吸附在基材中的水分或者周圍環(huán)境中濕氣反應(yīng)，進(jìn)行濕固化交聯(lián)，交聯(lián)過(guò)程分為兩個(gè)階段，首先是濕氣從周圍環(huán)境擴(kuò)散到熱熔膠粘結(jié)中，第二階段進(jìn)行化學(xué)濕固化反應(yīng)，該反應(yīng)是不可逆的，形成一種高度交聯(lián)的網(wǎng)狀聚氨酯聚合物，這種聚合物才能體現(xiàn)出濕固化聚氨酯熱熔膠的全部?jī)?yōu)異性能，如耐水耐溶劑，耐磨耐高溫，高粘結(jié)強(qiáng)度等。
從分子組成來(lái)看，PUR熱熔膠是以異氰酸酯與多元醇為主要原料，在一定條件下合成具有一定的分子量的預(yù)聚物。該預(yù)聚物中主要以硬段和軟段組成，硬段主要是指氨基甲酸、脲鍵等，軟段主要是指多元醇，這樣的結(jié)構(gòu)決定著PUR材料膠膜堅(jiān)韌，耐沖擊，撓曲性好以及剝離強(qiáng)度高、良好的耐低溫性能、彈韌性、耐溶劑性、耐疲勞性和耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，而且該膠粘劑不僅可以粘接聚氨酯海綿和聚氨酯橡膠，還可以粘接橡膠與織物、橡膠與金屬、金屬與金屬、金屬與陶瓷、木材與木材和橡膠與塑料等，而且產(chǎn)品種類日益繁多，應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，因此在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位愈加的重要，成為國(guó)內(nèi)外發(fā)展最快的膠粘劑之一。
CN 104974707 A公開了一種濕固化聚氨酯熱熔膠及其制備方法，所述濕固化聚氨酯熱熔膠的原料由主料和輔料組成，主料包括：聚醚多元醇、聚酯多元醇、改性劑、異氰酸酯、擴(kuò)鏈劑；輔料包括：催化劑、增黏樹脂、硅烷偶聯(lián)劑、抗氧劑和白炭黑；所述聚醚多元醇為分子量1000和4000的兩種聚氧化丙烯二醇的混合物，所述聚酯多元醇為分子量3000的聚己二酸己二醇酯二醇，所述改性劑選自季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯中的一種，所述異氰酸酯為4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯，所述擴(kuò)鏈劑為1,4-丁二醇，所述催化劑為辛酸亞錫/雙(2,2-嗎啉乙基)醚復(fù)合催化劑，所述增黏樹脂為聚丙烯酸樹脂，所述述硅烷偶聯(lián)劑選自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的一種，所述抗氧化劑為1010/1076復(fù)配抗氧化劑，所述白炭黑為白色粉末狀氣相二氧化硅。所述熱固性聚氨酯熱熔膠需要加熱到80～120℃時(shí)才能熔融，在較冷作業(yè)環(huán)境下使用困難，且剝離強(qiáng)度一般，使用受到限制。
現(xiàn)有技術(shù)中聚氨酯熱熔膠使用前需要先加熱到熔融狀態(tài)，再進(jìn)行涂覆，而加熱溫度一般都較高，因此，研究一種加熱熔融溫度低，且剝離強(qiáng)度高的新型熱熔膠十分重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種新型熱熔膠，所述熱熔膠熔融溫度低，在低溫下仍可正常使用，且剝離強(qiáng)度高，耐水洗，適用于各種塑料或金屬間的粘接。
為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
本發(fā)明目的之一在于提供一種熱熔膠，所述熱熔膠的原料包括六甲基二異氰酸酯，聚氧化丙烯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚酰胺蠟、增粘樹脂、催化劑、擴(kuò)鏈劑以及抗氧化劑。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述熱熔膠的原料按重量份計(jì)包括如下組分：
其中所述聚氧化丙烯二醇的質(zhì)量份可以是30份、31份、32份、35份、38份、40份、42份或45份等；所述聚己二酸丁二醇酯二醇的質(zhì)量份可以是20份、22份、25份、28份、30份、32份、35份、40份、45份或50份等；所述聚酰胺蠟的質(zhì)量份可以是1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份等；所述增粘樹脂的質(zhì)量份可以是1份、2份、5份、6份、8份、10份、12份、15份或20份等；所述催化劑的質(zhì)量份可以是0.1份、0.2份、0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、1.8份或2份等；所述擴(kuò)鏈劑的質(zhì)量份可以是1份、2份、5份、8份、10份、12份或15份等；所述抗氧化劑的質(zhì)量份可以是0.5份、1份、2份、3份、4份或5份等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，上述各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述熱熔膠的原料按重量份計(jì)包括如下組分：
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述熱熔膠的原料按重量份計(jì)包括如下組分：
本發(fā)明在熱熔膠的配方中加入了流變劑聚酰胺蠟，聚酰胺蠟可以通過(guò)氫鍵以及范德華力的作用與預(yù)聚的聚氨酯分子結(jié)合，當(dāng)受到外力作用時(shí)，由于聚酰胺蠟的觸變性，使得有氫鍵和范德華力作用而纏繞的聚酰胺分子解開纏繞而使聚酰胺蠟的流動(dòng)性增加，同時(shí)由于聚酰胺和聚氨酯分子間存的氫鍵和范德華力沒有受到外力破壞而由于聚酰胺的解纏繞作用會(huì)使聚氨酯分子一起分散，從而提高了熱熔膠的流動(dòng)性，所以在外力作用下，只需加熱到40℃左右，本發(fā)明所述的熱熔膠就可以達(dá)到熔融狀態(tài)，同時(shí)由于流變劑的作用，減小了熱熔膠的初粘強(qiáng)度，便于使用熱熔膠進(jìn)行粘接操作。
另一方面，由于聚酰胺蠟中兩端會(huì)有未反應(yīng)的氨基和羧基存在，促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行，從而增加了熱熔膠的終粘強(qiáng)度。
若以六甲基二異氰酸酯的質(zhì)量份為100份計(jì)，若加入的聚酰胺蠟的質(zhì)量份小于1份，會(huì)造成聚酰胺蠟的比例過(guò)小，不能帶動(dòng)聚氨酯分子的解纏繞作用，無(wú)法大幅度降低熱熔膠的熔融溫度，而當(dāng)聚酰胺蠟的質(zhì)量份大于10份時(shí)，由于流變劑含量過(guò)高，且因流變劑本身對(duì)外力敏感，會(huì)造成熱熔膠的終粘強(qiáng)度下降。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述聚氧化丙烯二醇的數(shù)均分子量為1000～3000，如1000、1200、1800、2000、2200、2500、2800或3000等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述聚己二酸丁二醇酯二醇的數(shù)均分子量為1000～3000，如1000、1200、1800、2000、2200、2500、2800或3000等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述聚酰胺蠟包括海明斯P200X和/或Disparlon 6900-20X。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述催化劑包括三乙醇胺、N,N'-雙嗎琳基二乙基醚、四正丁基錫、氯化亞錫、辛酸亞錫、羥基三甲基錫或二丁基二月桂酸錫中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)施例有：三乙醇胺和N,N'-雙嗎琳基二乙基醚的組合、三乙醇胺和四正丁基錫的組合、四正丁基錫和氯化亞錫的組合、氯化亞錫和辛酸亞錫的組合、辛酸亞錫和羥基三甲基錫的組合、羥基三甲基錫和二丁基二月桂酸錫的組合或三乙醇胺、氯化亞錫和二丁基二月桂酸錫的組合等。
優(yōu)選地，所述擴(kuò)鏈劑包括1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二甘醇、二乙氨基乙醇、N,N-二羥基(二異丙基)苯胺、乙二胺或3,3’-二氯-4,4’二氨基-二苯基甲烷中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有：1,4-丁二醇和1,6-己二醇的組合、1,6-己二醇和二甘醇的組合、二甘醇和二乙氨基乙醇的組合、N,N-二羥基(二異丙基)苯胺和乙二胺的組合、1,4-丁二醇和3,3’-二氯-4,4’二氨基-二苯基甲烷的組合或1,4-丁二醇、二乙氨基乙醇和N,N-二羥基(二異丙基)苯胺的組合等。
優(yōu)選地，所述抗氧劑包括抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑168或2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有：抗氧劑1010和抗氧劑1076的組合、抗氧劑1076與抗氧劑168的組合、抗氧劑168與2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的組合或抗氧劑1010、抗氧劑1076和抗氧劑168的組合等。
本發(fā)明本發(fā)明目的之二在于提供一種新型熱熔膠的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
(1)將六甲基二異氰酸酯加入到A儲(chǔ)料罐中，聚氧化丙烯二醇與聚己二酸丁二醇酯二醇加入到B儲(chǔ)料罐中，擴(kuò)鏈劑、催化劑、聚酰胺蠟、抗氧化劑以及增粘樹脂加入到C儲(chǔ)料罐中，在攪拌條件下，真空脫水；
(2)將步驟(1)中的原料抽注到雙螺桿擠出機(jī)中，利用雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)、水下造粒，得到所述熱熔膠顆粒。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述真空脫水時(shí)的溫度為60～80℃，如60℃、63℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃、78℃或80℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，步驟(1)所述攪拌的速率為300～1000r/min，如300r/min、400r/min、500r/min、600r/min、700r/min、800r/min、900r/min或1000r/min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，步驟(1)所述真空脫水時(shí)的壓力為-0.3～-0.1kPa，如-0.3kPa、-0.28kPa、-0.25kPa、-0.23kPa、-0.2kPa、-0.18kPa、-0.15kPa、-0.13kPa或-0.1kPa等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
優(yōu)選地，步驟(2)所述雙螺桿擠出機(jī)的喂料段溫度為110～120℃，如112℃、115℃、118℃或120℃等；混合段溫度為130～150℃，如132℃、135℃、138℃、140℃、143℃、145℃或148℃等；擠出段溫度為170～180℃，如172℃、175℃、178℃或180℃等；機(jī)頭溫度為150～160℃，如153℃、155℃、158℃或160℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，上述各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明提供一種新型熱熔膠，所述熱熔膠所需加熱的熔融溫度低，在低溫下仍可正常使用；
(2)本發(fā)明提供一種新型熱熔膠，所述熱熔膠剝離強(qiáng)度高，適用于各種塑料或金屬間的粘接。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明具體實(shí)施例部分提供一種熱熔膠，所述熱熔膠的原料包括六甲基二異氰酸酯，聚氧化丙烯二醇，聚己二酸丁二醇酯二醇，聚酰胺蠟，增粘樹脂，催化劑，擴(kuò)鏈劑以及抗氧化劑。
為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。
實(shí)施例1
一種熱熔膠，所述熱熔膠的原料按重量份計(jì)包括如下組分：
所述熱熔膠的制備方法包括以下步驟：
(1)將六甲基二異氰酸酯加入到A儲(chǔ)料罐中，聚氧化丙烯二醇與聚己二酸丁二醇酯二醇加入到B儲(chǔ)料罐中，1,4-丁二醇、催化劑、聚酰胺蠟、抗氧劑1010以及增粘樹脂加入到C儲(chǔ)料罐中，在600r/min攪拌條件下，于-0.3kPa壓力下在70℃溫度下真空脫水；
(2)將步驟(1)中的原料抽注到雙螺桿擠出機(jī)中，利用雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)、造粒，所述雙螺桿擠出機(jī)的喂料段溫度為110℃，混合段溫度為130℃，擠出段溫度為170℃，機(jī)頭溫度為150℃。
實(shí)施例2
一種熱熔膠，所述熱熔膠的原料按重量份計(jì)包括如下組分：
所述熱熔膠的制備方法包括以下步驟：
(1)將六甲基二異氰酸酯加入到A儲(chǔ)料罐中，聚氧化丙烯二醇與聚己二酸丁二醇酯二醇加入到B儲(chǔ)料罐中，1,6-己二醇、催化劑、聚酰胺蠟、抗氧劑1076以及增粘樹脂加入到C儲(chǔ)料罐中，在1000r/min攪拌條件下，于-0.3kPa壓力下在80℃溫度下真空脫水；
(2)將步驟(1)中的原料抽注到雙螺桿擠出機(jī)中，利用雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)、造粒，所述雙螺桿擠出機(jī)的喂料段溫度為120℃，混合段溫度為150℃，擠出段溫度為180℃，機(jī)頭溫度為160℃。
實(shí)施例3
一種熱熔膠，所述熱熔膠的原料按重量份計(jì)包括如下組分：
所述熱熔膠的制備方法包括以下步驟：
(1)將六甲基二異氰酸酯加入到A儲(chǔ)料罐中，聚氧化丙烯二醇與聚己二酸丁二醇酯二醇加入到B儲(chǔ)料罐中，二甘醇、催化劑、聚酰胺蠟、抗氧化劑168以及增粘樹脂加入到C儲(chǔ)料罐中，在300r/min攪拌條件下，于-0.1kPa壓力下在60℃溫度下真空脫水；
(2)將步驟(1)中的原料抽注到雙螺桿擠出機(jī)中，利用雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)、造粒，所述雙螺桿擠出機(jī)的喂料段溫度為115℃，混合段溫度為135℃，擠出段溫度為175℃，機(jī)頭溫度為155℃。
實(shí)施例4
一種熱熔膠，所述熱熔膠的原料按重量份計(jì)包括如下組分：
所述熱熔膠的制備方法包括以下步驟：
(1)將六甲基二異氰酸酯加入到A儲(chǔ)料罐中，聚氧化丙烯二醇與聚己二酸丁二醇酯二醇加入到B儲(chǔ)料罐中，N,N-二羥基(二異丙基)苯胺、催化劑、聚酰胺蠟、2,6-二叔丁基-4甲基苯酚以及增粘樹脂加入到C儲(chǔ)料罐中，在800r/min攪拌條件下，于-0.2kPa壓力下在75℃溫度下真空脫水；
(2)將步驟(1)中的原料抽注到雙螺桿擠出機(jī)中，利用雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)、造粒，所述雙螺桿擠出機(jī)的喂料段溫度為118℃，混合段溫度為138℃，擠出段溫度為178℃，機(jī)頭溫度為158℃。
實(shí)施例5
一種熱熔膠，所述熱熔膠的原料按重量份計(jì)包括如下組分：
所述熱熔膠的制備方法包括以下步驟：
(1)將六甲基二異氰酸酯加入到A儲(chǔ)料罐中，聚氧化丙烯二醇與聚己二酸丁二醇酯二醇加入到B儲(chǔ)料罐中，乙二胺、催化劑、聚酰胺蠟、抗氧化劑1010以及增粘樹脂加入到C儲(chǔ)料罐中，在500r/min攪拌條件下，于-0.15kPa壓力下在65℃溫度下真空脫水；
(2)將步驟(1)中的原料抽注到雙螺桿擠出機(jī)中，利用雙螺桿擠出機(jī)反應(yīng)、造粒，所述雙螺桿擠出機(jī)的喂料段溫度為112℃，混合段溫度為132℃，擠出段溫度為172℃，機(jī)頭溫度為152℃。
對(duì)比例1
一種熱熔膠，所述熱熔膠的原料中除了不加入5份海明斯P200X外，其他條件均與實(shí)施例5相同。
對(duì)比例2
一種熱熔膠，所述熱熔膠的原料中除了加入0.5份海明斯P200X外，其他條件均與實(shí)施例5相同。
對(duì)比例3
一種熱熔膠，所述熱熔膠的原料中除了加入10份海明斯P200X外，其他條件均與實(shí)施例5相同。
將實(shí)施例1-8以及對(duì)比例1-3配置得到的熱熔膠在剪切力作用下加熱熔融，并測(cè)試其熔融的溫度，再120℃，用0.45μm孔徑的不銹鋼圓網(wǎng)涂布于30D滌棉面料上，并與同材質(zhì)面料經(jīng)壓燙機(jī)燙壓復(fù)合，最后置于20℃、濕度80％的恒溫恒濕環(huán)境中，分別于10min和48h后取出測(cè)試其剝離強(qiáng)度，10min和48h的測(cè)試結(jié)果分別定義為初始剝強(qiáng)和最終剝強(qiáng)。測(cè)試結(jié)果如表1所示。
表1
從實(shí)施例1-5可以看出，由于加入了流變劑聚酰胺蠟，在一定外力的作用下，只需加熱到40℃左右即可使熱熔膠變?yōu)槿廴跔顟B(tài)；由于流變作用，所述熱熔膠的初粘強(qiáng)度也較小，方便粘接操作，同時(shí)流變劑在觸變回復(fù)過(guò)程中促進(jìn)了交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行，使得所述熱熔膠的終粘強(qiáng)度高達(dá)104.6N/2.5cm。對(duì)比例1-3與實(shí)施例5的對(duì)比可以看出，對(duì)比例1中未加入流變劑聚酰胺蠟，熱熔膠的熔融溫度明顯上升，且終粘溫度下降；對(duì)比例2中由于加入聚酰胺蠟的質(zhì)量份小于規(guī)定值，熱熔膠的熔融溫度下降不明顯，依然高達(dá)92℃，終粘強(qiáng)度同樣僅為85.1N/2.5cm；而對(duì)比例3中加入了過(guò)量的聚酰胺蠟，雖然熔融溫度大幅下降，但是由于聚酰胺蠟的觸變性對(duì)外力敏感，使得熱熔膠的終粘強(qiáng)度反而下降了。
申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。